電網(wǎng)和變電站聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用分析

1、電網(wǎng)和變電站聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用分析黃子華廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司肇慶供電局；526060摘要：木文通過(guò)分析電網(wǎng)調(diào)度仿真培訓(xùn)系統(tǒng)（dts）和變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng) （ots）的系統(tǒng)特點(diǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合兩者的應(yīng)用特點(diǎn)和調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)， 提出建立電網(wǎng)和變電站聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)想，介紹聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的系統(tǒng) 組成和功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)使用的技術(shù)，最后分析電網(wǎng)和變電站聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的 實(shí)踐應(yīng)用。關(guān)鍵字：電力系統(tǒng)；仿真培訓(xùn)系統(tǒng)；一體化應(yīng)用隨著現(xiàn)代信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字仿真技術(shù)在電力領(lǐng)域得到了 廣泛的應(yīng)用。數(shù)字仿真培訓(xùn)系統(tǒng)在電力領(lǐng)域主要有兩大仿真培訓(xùn)系統(tǒng)：電網(wǎng)調(diào)度 仿真培訓(xùn)系統(tǒng)（dts）和變電站仿

2、真培訓(xùn)系統(tǒng)（ots）。在電力系統(tǒng)工作人員培訓(xùn) 中發(fā)揮了十分重要的作用，成為各類電力系統(tǒng)工作人員培訓(xùn)的最佳工具。已經(jīng)成 為現(xiàn)代電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)的重要組成部分，這些培訓(xùn)工具是電力系統(tǒng)工作 人員在與實(shí)際控制中心相同的工作環(huán)境中熟悉掌握電力系統(tǒng)管理的各種功能，處 理突發(fā)事件，保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行。通常dts和ots系統(tǒng)是分開(kāi)運(yùn)行的，這種 應(yīng)用模式隔離了電網(wǎng)仿真模擬和變電站仿真模擬的信息交互，一定程度上影響了 dts和ots之間信息的交流和培訓(xùn)的真實(shí)性。對(duì)培訓(xùn)效果有一定的影響。隨著調(diào) 度、集控的一體化建設(shè)逐漸加快，對(duì)電力系統(tǒng)工作人員的要求也越來(lái)越高。研究 聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)對(duì)提高調(diào)控一體化水平、提高電

3、網(wǎng)管理能力有重要現(xiàn)實(shí)意義。 因此，提出電網(wǎng)和變電站聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，以提高培訓(xùn)的真實(shí)性和培訓(xùn)成果。1電網(wǎng)調(diào)度仿真培訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀dts針對(duì)電網(wǎng)調(diào)度員的工作情況，通過(guò)靜態(tài)和長(zhǎng)過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真來(lái)模擬電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度員進(jìn)行培訓(xùn)工作。dts系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖dts系統(tǒng)主要針對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況開(kāi)展反爭(zhēng)故演練，其主要有兩大基本培訓(xùn)功能。1.1調(diào)度員基本技能培訓(xùn)。dts系統(tǒng)可以對(duì)電網(wǎng)調(diào)度員的監(jiān)視、調(diào)度和分析 技能進(jìn)行培訓(xùn)，包括系統(tǒng)頻率、聯(lián)絡(luò)線潮流、系統(tǒng)負(fù)載、無(wú)功電壓調(diào)整、倒閘操 作、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等日常調(diào)度管理工作。1.2針對(duì)調(diào)度員的決策能力、事故分析能力和事故處理能力進(jìn)行培訓(xùn)。dts 系統(tǒng)能模擬電網(wǎng)

4、中各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、動(dòng)作行為以及在各種不同事故下電力系統(tǒng) 的變化過(guò)程。通過(guò)對(duì)事故的處理和分析，使學(xué)員能夠?qū)W習(xí)到電網(wǎng)中各種事故發(fā)生 的原因、變化及處理過(guò)程，總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)電網(wǎng)調(diào)度員應(yīng)對(duì)事故的能力。從 而提升調(diào)度員的能力，更好地管理電網(wǎng)，維持電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。2變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀ots系統(tǒng)是針對(duì)變電站的實(shí)際情況定制的仿真系統(tǒng)，能夠模擬變電站一次、 二次設(shè)備的運(yùn)行狀況和操作過(guò)程，模擬變電站的各種故障和異常情況，針對(duì)這些 故障和異常對(duì)變電站工作人員進(jìn)行培訓(xùn)，ots系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能圖如圖2oots系統(tǒng)的主要培訓(xùn)功能如下：1、變電站日常監(jiān)視工作。培訓(xùn)變電站工作人員的日常監(jiān)視工作，包括一次 及二次設(shè)備

5、、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、繼電保護(hù)系統(tǒng)、系統(tǒng)相關(guān)信號(hào)和儀表等的實(shí)吋狀態(tài)。2、變電站倒閘操作培訓(xùn)。在模擬變電站的一次和二次設(shè)備上進(jìn)行倒閘操作。3、變電站事故處理和異常情況培訓(xùn)。利用模擬系統(tǒng)設(shè)置的各種變電站異常 情況和事故，對(duì)變電站工作人員進(jìn)行異常情況和事故處理培訓(xùn)，提高工作人員對(duì) 事故的處理能力。3電網(wǎng)和變電站聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)組成及功能3.1電網(wǎng)和變電站聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)組成電網(wǎng)和變電站聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)由dts系統(tǒng)、ots系統(tǒng)和信息交互調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成。其系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖3所示。3.2聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)策略電網(wǎng)調(diào)度仿真培訓(xùn)系統(tǒng)和變電站仿真培訓(xùn)系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn)一體化。dts系統(tǒng)進(jìn)行整個(gè)電網(wǎng)的潮流計(jì)算,o

6、ts系統(tǒng)的進(jìn)線潮流數(shù)據(jù)從dts系統(tǒng)中獲取, 變電站將負(fù)載變化情況反饋給電網(wǎng)。當(dāng)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行吋，dts系統(tǒng)和ots系 統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互周期不超過(guò)5s；當(dāng)變電站發(fā)生故障及操作時(shí)，ots系統(tǒng)將斷路 器、隔離開(kāi)關(guān)和保護(hù)動(dòng)作等信息發(fā)送給dts系統(tǒng)，dts系統(tǒng)進(jìn)行潮流重新計(jì)算。 當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障的時(shí)候，dts系統(tǒng)將故障信息發(fā)送到ots系統(tǒng)，ots系統(tǒng)進(jìn)行仿 真保護(hù)動(dòng)作，然后將信息反饋給dts系統(tǒng)。3.3聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)功能3.31和dts系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換功能。dts系統(tǒng)下發(fā)的數(shù)據(jù)主要包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 庫(kù)收集的潮流數(shù)據(jù)、系統(tǒng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等信息。如：電網(wǎng)各部分電壓、 電流、相位角、頻率、斷路器、隔離開(kāi)

7、關(guān)分合位置、變壓器分頭位置、初始開(kāi)關(guān) 信息、故障信息。3.32信息整合及控制命令設(shè)置功能。ots的管理機(jī)從dts中獲取電網(wǎng)運(yùn)行狀 態(tài)等信息，提供設(shè)置各種異常和故障信息，提供圖形化的直觀界面，通過(guò)這個(gè)界 面可以將各種系統(tǒng)異常和故障信息發(fā)送給相應(yīng)的ots, ots會(huì)進(jìn)行相關(guān)的運(yùn)算, 然后將變電站內(nèi)相關(guān)信息上傳到ots管理機(jī)，ots管理機(jī)將上傳的信息整理后再 傳輸?shù)絛ts系統(tǒng)，dts系統(tǒng)就可以利用這些數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合起來(lái)使用。這樣，通過(guò)數(shù)據(jù)調(diào)度網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了 dts系統(tǒng)和ots系統(tǒng)的體化應(yīng)用，加強(qiáng) 了電力系統(tǒng)處理事故的系統(tǒng)性和真實(shí)性，提高了工作人員的素質(zhì)和水平。4聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)4.1數(shù)據(jù)庫(kù)

8、技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)主要是實(shí)現(xiàn)ots管理機(jī)與各個(gè)ots終端機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換和存 儲(chǔ)，從dts接收并且分發(fā)各個(gè)ots終端機(jī)的數(shù)據(jù)。dts系統(tǒng)需要從ots管理機(jī)接 收數(shù)據(jù)，包括各個(gè)ots終端機(jī)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、刀閘狀態(tài)等情況。ots管理機(jī)需要對(duì) 電力系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障情況等進(jìn)行存儲(chǔ)，并口完整保存典型運(yùn)行數(shù)據(jù),可供以后查詢。4.2svg技術(shù)ots管理機(jī)采用svg技術(shù)，svg技術(shù)可以提供直觀的設(shè)置異常情況和系統(tǒng) 故障的界面，通過(guò)這個(gè)界面可以簡(jiǎn)單直觀地設(shè)置故障信息，然后把相關(guān)信息分發(fā) 給ots終端。各個(gè)ots的保護(hù)通過(guò)邏輯方式實(shí)現(xiàn)。4.3通信技術(shù)dts系統(tǒng)和ots系統(tǒng)之間的信息通過(guò)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)交換，ots管理

9、機(jī)接收 各個(gè)ots終端的數(shù)據(jù)，并且能夠監(jiān)視數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)吋情況等功能。5聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用分析通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)dts系統(tǒng)和ots系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用帶來(lái)了十分明顯的效益提升。5.1dts系統(tǒng)的主要功能是模擬電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài)，盡可能真實(shí)地模 擬實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，獲取各種電網(wǎng)狀態(tài)信息，比如潮流信息等，體現(xiàn)了電網(wǎng)的 結(jié)構(gòu)，電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)狀態(tài)等。ots系統(tǒng)主要模擬變電站內(nèi)部的系統(tǒng)，盡量反映 其真實(shí)性。能夠比較準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作行為的真實(shí)性。這樣，dts系統(tǒng)和ots 系統(tǒng)的仿真模擬通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合在一起，形成了完整的電力網(wǎng)絡(luò)的模擬系 統(tǒng)，提高了兩個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)合應(yīng)用價(jià)值。5.2提升事故處理和演習(xí)的真實(shí)性

10、、系統(tǒng)性。以往事故演習(xí)基本都是dts系 統(tǒng)和ots系統(tǒng)分開(kāi)的，并口只能模擬電網(wǎng)一次系統(tǒng)的情況，難以模擬電網(wǎng)二次系 統(tǒng)方面的情況。這就導(dǎo)致工作人員難以對(duì)事故問(wèn)題形成精準(zhǔn)的判斷。通過(guò)聯(lián)合仿 真培訓(xùn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)整體事故現(xiàn)場(chǎng)的模擬，增加對(duì)電網(wǎng)二次系統(tǒng)的模擬 功能。達(dá)到了事故演習(xí)的實(shí)效性、真實(shí)性和系統(tǒng)性。通過(guò)不斷地演習(xí)，增強(qiáng)對(duì)現(xiàn) 實(shí)電網(wǎng)事故的處理能力和應(yīng)對(duì)能力。結(jié)束語(yǔ)：電網(wǎng)和變電站聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的提出和實(shí)現(xiàn)是對(duì)現(xiàn)有單獨(dú)的dts系統(tǒng)和 ots系統(tǒng)的補(bǔ)充和完善，進(jìn)一步提升了電網(wǎng)和變電站培訓(xùn)系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)意義。在現(xiàn) 有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加相應(yīng)的模塊和功能，根據(jù)一體化仿真系統(tǒng)的要求，對(duì)系統(tǒng) 進(jìn)行升級(jí)改造。電網(wǎng)和變電站聯(lián)合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的出現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)仿真技術(shù)帶來(lái) 了新的發(fā)展方向，創(chuàng)造了新的發(fā)展機(jī)遇。利用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將dts系統(tǒng)和ots系統(tǒng) 集合起來(lái)，打破了兩大系統(tǒng)之間的隔離，為仿真培訓(xùn)提供了有力的支持，為電力 系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了非常有效的技術(shù)支持和保障。參考文獻(xiàn)：1 高翔,邵開(kāi)宏，趙瑞娜等電